Μοναδικές ιδιότητες κεραμικών φρένων
Τα τυπικά δισκόφρενα αποτελούνται από δίσκους και τακάκια από χυτοσίδηρο ή χάλυβα, όπου το υλικό πλήρωσης είναι ενισχυμένο με μεταλλικά ρινίσματα. Όταν ο αμίαντος ήταν η βάση των επενδύσεων τριβής, δεν υπήρχαν ιδιαίτερες ερωτήσεις σχετικά με τη σύνθεση, αλλά στη συνέχεια αποδείχθηκε ότι οι ίνες αμιάντου και η σκόνη που απελευθερώνονται κατά το φρενάρισμα έχουν ισχυρές καρκινογόνες ιδιότητες. Η χρήση του αμιάντου απαγορεύτηκε και διάφορες οργανικές ενώσεις άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε τακάκια. Οι ιδιότητές τους αποδείχθηκαν ανεπαρκείς κάτω από ακραίες συνθήκες.
Τι είναι τα κεραμικά και γιατί είναι
Τα κεραμικά μπορούν να θεωρηθούν οτιδήποτε δεν είναι οργανικό ή μεταλλικό. Ήταν οι ιδιότητές του που αποδείχθηκε ότι ήταν ό,τι χρειάζεται για τις επενδύσεις τριβής των φρένων αυτοκινήτων που λειτουργούν σε δύσκολες συνθήκες.
Το δισκόφρενο έχει μεγάλα πλεονεκτήματα σε σχέση με άλλα, αλλά το χαρακτηριστικό του είναι η μικρή περιοχή τακακιών. Και η υψηλή ισχύς πέδησης συνεπάγεται την ταχεία απελευθέρωση μιας τεράστιας ποσότητας θερμικής ενέργειας. Όπως γνωρίζετε, η ενέργεια είναι ανάλογη της ισχύος και του χρόνου για τον οποίο απελευθερώνεται. Και τα δύο καθορίζουν την αποτελεσματικότητα πέδησης του αυτοκινήτου.
Η απελευθέρωση σημαντικής ενέργειας σε περιορισμένο όγκο σε σύντομο χρονικό διάστημα, όταν δηλαδή η θερμότητα δεν έχει χρόνο να διαχυθεί στον περιβάλλοντα χώρο, σύμφωνα με την ίδια φυσική, οδηγεί σε αύξηση της θερμοκρασίας. Και εδώ τα παραδοσιακά υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οι επενδύσεις των φρένων δεν μπορούν πλέον να αντεπεξέλθουν. Η χρήση αεριζόμενων δίσκων μπορεί να σταθεροποιήσει το θερμικό καθεστώς μακροπρόθεσμα, αλλά δεν προστατεύει από τοπική υπερθέρμανση στη ζώνη επαφής. Το υλικό του τακιού κυριολεκτικά εξατμίζεται και τα κλάσματα που προκύπτουν δημιουργούν ένα ολισθηρό περιβάλλον, ο συντελεστής τριβής πέφτει απότομα και τα φρένα αστοχούν.
Τα κεραμικά που βασίζονται σε διάφορες ανόργανες ουσίες, συνήθως καρβίδιο του πυριτίου, μπορούν να αντέξουν πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες. Επιπλέον, όταν θερμαίνονται, εισέρχονται μόνο στη βέλτιστη λειτουργία, παρέχοντας τον υψηλότερο συντελεστή τριβής.
Χωρίς ενίσχυση, η επένδυση δεν θα μπορεί να έχει επαρκή αντοχή· για αυτό, εισάγονται διάφορες ίνες στη σύνθεση. Τις περισσότερες φορές είναι ρινίσματα χαλκού, ανθρακονήματα χρησιμοποιούνται για σπορ φρένα. Το ενισχυτικό υλικό αναμιγνύεται με κεραμικά και ψήνεται σε υψηλή θερμοκρασία.
Ανάλογα με τη φύση της εφαρμογής, η σύνθεση των επιθεμάτων μπορεί να είναι διαφορετική. Αυτό καθορίζεται από τον σκοπό που ξεχωρίζουν τα τακάκια φρένων, street, sport ή extreme τύπου. Έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες λειτουργίας και περιοριστικές δυνατότητες. Αλλά το γενικό θα είναι μια αύξηση της αποτελεσματικότητας της εργασίας σε δύσκολες συνθήκες:
- σταθερότητα συντελεστή τριβής.
- ελαχιστοποίηση της φθοράς του δίσκου.
- μείωση του θορύβου λειτουργίας και του φορτίου δόνησης.
- υψηλή αντοχή και ασφάλεια του υλικού σε υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας.
Με τη χρήση κεραμικών δεν κατασκευάζονται μόνο τακάκια, αλλά και δίσκοι. Ταυτόχρονα, δεν παρατηρείται αυξημένη φθορά σε περίπτωση μικτής χρήσης, τα κεραμικά τακάκια δεν οδηγούν σε επιταχυνόμενη διαγραφή δίσκων από χάλυβα και χυτοσίδηρο. Οι κεραμικοί ρότορες (δίσκοι) διακρίνονται από υψηλή αντοχή υπό συνθήκες θερμικής φόρτισης, γεγονός που καθιστά δυνατό να μην γίνουν απαράδεκτα μεγάλοι και επίσης δεν αφήνουν υπολειμματικές παραμορφώσεις κατά την απότομη ψύξη. Και με τέτοια θέρμανση, ακόμη και η φυσική ψύξη οδηγεί σε σημαντικές αλλαγές θερμοκρασίας σε περιορισμένο χρονικό διάστημα.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των κεραμικών φρένων
Έχει ήδη ειπωθεί για τα πλεονεκτήματα των κεραμικών, μπορεί να συμπληρωθεί με όχι τόσο προφανείς παράγοντες:
- τέτοιοι μηχανισμοί έχουν μικρότερο βάρος και διαστάσεις με την ίδια απόδοση, γεγονός που μειώνει έναν τόσο σημαντικό δείκτη δυναμικής ανάρτησης όπως η μη αναρτημένη μάζα.
- δεν υπάρχει απελευθέρωση επιβλαβών ουσιών στο περιβάλλον.
- με αύξηση της θερμοκρασίας, η απόδοση των φρένων δεν μειώνεται, αλλά μάλλον αυξάνεται, κάτι που μερικές φορές απαιτεί προθέρμανση.
- το ενισχυτικό υλικό δεν υπόκειται σε διάβρωση σε υψηλή θερμοκρασία.
- οι ιδιότητες των κεραμικών είναι καλά προβλέψιμες και προγραμματισμένες κατά την επιλογή μιας συνταγής, γεγονός που καθιστά δυνατή την παραγωγή παρόμοιων εξαρτημάτων για μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών.
- είναι δυνατοί συνδυασμοί εξαρτημάτων που περιέχουν σιδηρούχα με κεραμικά, δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε τους ίδιους δίσκους για κεραμικά μαξιλάρια.
- Τα κεραμικά μέρη είναι πολύ ανθεκτικά όταν εργάζονται σε ήπιες συνθήκες.
Δεν θα μπορούσε να κάνει χωρίς μειονεκτήματα, αλλά δεν υπάρχουν τόσα πολλά από αυτά στο πλαίσιο των πλεονεκτημάτων:
- Τα κεραμικά φρένα είναι ακόμα πιο ακριβά.
- Οι ιδιαίτερα αποτελεσματικές συνθέσεις απαιτούν προθέρμανση, καθώς ο συντελεστής τριβής μειώνεται με τη μείωση της θερμοκρασίας.
- κάτω από έναν ορισμένο συνδυασμό συνθηκών, μπορούν να δημιουργήσουν ένα τρίξιμο που είναι δύσκολο να αφαιρεθεί.
Προφανώς, τα κεραμικά εξαρτήματα φρένων δεν έχουν εναλλακτική στην δυναμική οδήγηση και τα σπορ. Σε άλλες περιπτώσεις, η υψηλή τιμή τους κάνει κάποιον να σκεφτεί την καταλληλότητα της χρήσης τους.
